| 研究課題/領域番号 |
20K03893
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分14010:プラズマ科学関連
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| 研究機関 | 大阪大学 |
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研究代表者 |
田中 のぞみ 大阪大学, レーザー科学研究所, 特任助教(常勤) (60581296)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2022年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2021年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2020年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
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| キーワード | 極端紫外(EUV)光 / 光電離プラズマ / 物質アブレーション / 分光計測 / 可視分光計測 / 光電離 / EUV分光 / 極端紫外光 / アブレーションプラズマ / 軟X線分光 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
極端紫外(Extreme ultraviolet: EUV)光と物質の相互作用、特に高強度パルスEUV光によるアブレーション現象は、Warm Dense Matter (WDM)領域の物性研究やWide band gap(WBG)材料の応用研究の観点から、近年注目を集める。本研究では高強度パルスEUV光を主に固体に集光照射した際に生成されるアブレーションプラズマに対し、空間的にも時間的にも直接的な診断方法を用いてEUVアブレーションの特性を明らかにする。更にシミュレーションなどにより背後にある物理的要因を探ることで、アブレーションメカニズムを包括的に解明する。
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| 研究成果の概要 |
レーザー駆動プラズマ極端紫外(LPP-EUV)光源を用いて、高強度EUV光照射により生成される光電離/光解離水素プラズマの機構と特性を解明した。可視分光とレーザー誘起蛍光法を導入し、電子密度温度、各軌道状態の水素原子密度を求めた。各軌道の水素原子密度分布は衝突輻射モデルとの良い一致を示し、継続的なイオン化と再結合がプラズマ生成の主な過程であり、またプラズマが準定常状態を継続することを示した。更に駆動レーザー強度を変化させることでLPP光源からの放射波長領域を制御し、高強度では光電離過程による水素プラズマ生成、低強度では光解離過程による水素原子生成が主となることを示した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究ではデータベースが豊富であり、モデル化が比較的容易な水素を対象とすることでプラズマ生成メカニズムから特性までを明らかにすることができた。短波長光照射による光電離プラズマは生成過程や特性がレーザーアブレーションプラズマとは大きく異なることから、例えばWarm dense matterなどの特殊な状態として学術的な研究意義が深い。一方EUV光照射による光電離水素プラズマはEUVリソグラフィ光源内に存在し、受動的ではあるが汚染除去に用いられている。本研究はEUV光源における水素プラズマの特性、そして汚染除去に向けた最適化の制御ノブを示したことに大きな社会的意義がある。
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